第4章-典型零件加工课件.ppt
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- 典型 零件 加工 课件
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1、ppt课件1ppt课件21.掌握轴类零件、箱体零件的加工工艺过程安排及各种 加工方法的选择;2.能合理进行一般轴类零件、箱体零件加工工序的安排;3.能合理选择定位基准和工艺装备。第4章学习要求 ppt课件3ppt课件4 一、轴类零件加工第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件5(曲轴、齿轮轴、偏心轴、十字轴、凸轮轴、花键轴)。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件6 轴类零件的支承轴颈一般与轴承相互配合,是轴类零件的主要表面,它影响轴的旋转精度与工作状态。通常对其尺寸精度要求较高,为 IT5-IT7;装配传动件的轴颈尺寸精度要求可低一些,为IT6IT9。轴类零件的形状精度主要是指支承轴颈的圆度、
2、圆柱度,一般应将其 限制在尺寸公差范围内,对精度要求高的轴,应在图样上标注其公差:保证配合轴颈(装配传动件的轴颈)相对支承轴颈(装配轴承的 轴颈)的同轴度或跳动量。:它会影响传动件(齿轮等)的传动精度。普通精度轴的配合轴颈 对支承轴颈的径向圆跳动,一般规定为0.01-0.03mm,高精度轴 为0.001-0.005mm。一般与传动件相配合的轴颈的表面粗糙度Ra值为2.5-0.63m,与轴 承相配合的支承轴颈的表面粗糙度Ra值为0.63-0.16m。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件7u 轴类零件应根据不同工作条件和使用要求选用不同的材料和不同的热处 理,以获得一定的强度、韧性和耐磨性。u
3、是一般轴类零件常用的材料,经过调质可得到较好的切削性能,而且 能获得较高的强度和韧性等综合力学性能重要表面经局部淬火后再回火,表面硬度可达45-52HRC。等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴,这类钢经调质和表 面淬火处理后,具有较高的综合力学性能。和可制造较高精度的轴,这类钢经调质和表面高 频感应加热淬火后再回火,表面硬度可达50-58HRC,并具有较高的耐疲劳 性能和耐磨性。对高转速、重载荷等条件下下工作的轴,要选用、等低 碳合金钢或中碳合金渗氮钢,低碳合金经正火和渗碳淬火处理 后可获得很高的表面硬度、较软的芯部,耐冲击韧性好,缺点是热处理 变形较大;而对于渗氮钢,由于渗氮温度比淬火低
4、,经调质和表面渗氮后,变形很小而硬度却很高具有很好的耐磨性和耐疲劳强度。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件8u 轴类零件最常用的毛坯是和,只有某些大型或结构复 杂的轴(如曲轴),在质量允许时才采用铸件。u:由于毛坯经过加热锻造后,能使金属内部纤维组织沿表面 均匀分布,可获得较高的抗拉、抗弯及抗扭强度,所以除光轴、直径相差不大的阶梯轴可使用热轧棒料或冷拉棒料外,一般比较 重要的轴大都采用锻件,这样既可改变力性能,又能节约材料、减 少机械加工量。根据生产规模的大小,毛坯的锻造方式自由锻和 模锻两种。自由锻设备简单、容易投产,但所锻毛坯精度较差、加工余量小、生产率高,可以锻造形状复杂的毛坯,但模
5、锻需昂 贵的设备和专用锻模,所以只适用于大批量生产。另外,对于一 些大型轴类零件,如低速船用柴油机曲轴,还可采用组合毛坯,即将轴预先分成几毛坯,经各自锻造后再采用红套等过盈连接方 法拼成整体毛坯。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件9 一、轴类零件加工、(高碳钢):粗加工前,细化晶粒,消除应力,降低硬度,改 善加工 :粗加工前(余量小)后(余量大),综合性能;:精加工前。u:轴质量除与所选钢材种类有关外,还与热处理有关。轴的锻造锻造毛坯在机械加工之前,均需进行或处理(碳的质量 分数大于0.7的碳钢和合金钢),使钢材的晶粒细化(或球化),以消 除锻造后的残余应力,降低毛坯硬度,改善切削加工性能
6、。凡要求局部表面淬火发提高耐磨性的轴,须在淬火前安排 (有的采用正火)。当毛坯加工余量较大时,调质放在粗车之后,半 精车之前,使粗加工产生的残余应力能在调质时消除;当毛坯余量 较小时,调质可安排在粗车之前进行。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件10 一、轴类零件加工 一般放在精加工之前,可保证淬火引起的局部变形在精加工 中得到纠正。对于精度要求较高的轴精度要求较高的轴,在局部淬火和粗磨之后,还需安排 处理,以消除淬火及磨削中产生的残余应力和残余奥氏体,控制尺寸 稳定;对于整体淬火的精密主轴精密主轴,在淬火粗磨后,要经过较长时间的低 温时效处理;对于精度更高的主轴精度更高的主轴,在淬火之后,
7、还要进行定性处理,定性处理一般采用方法,以进一步消除加工应力,保持主轴 精度。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件11u:设计基准 基准重合 一次安装中能多加工 基准统一;):尽量减少更换次数;u:基准重合磨锥孔保证相互位置精度;:互为基准、反复加工的原则;u:定位基准的准备和转换的过程第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件12 既是阶梯轴,又是空心轴;是长径比小于12的刚性轴 不但传递旋转运动和扭矩,而且是工件或刀具回转精度的基础 主要加工表面有内外圆柱面、圆锥面,次要表面有螺纹、花键、沟 槽、端面结合孔等 机械加工工艺主要是车削、磨削,其次是铣削和钻削第4章第1节轴类零件的加工 ppt课
8、件13第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件14 扭转和弯曲刚度高;回转精度高(径向圆跳动、端面圆跳动、回转轴线稳定);制造精度高:第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件15u支承轴颈是主轴的装配基准,其精度直接影响主轴的回转精度;主轴上各重要表面又以支承轴颈为设计基准,有严格的位置要求;u支承轴颈为三支承结构,并且跨度大;u支承轴颈采用锥面(1:12)结构,接触率70%,可用来调整轴承间隙;u中间支承为IT5-IT6,粗糙度Ra0.63m;u支承轴颈圆度误差为0.005mm,径向跳动为0.005mm;u其他外圆的圆度要求,误差小于50%尺寸公差,高精度者为5-10%;u轴颈与有关表面的同轴度
9、误差应很小。u用来安装顶尖或刀具锥柄的;是定心表面;u对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求高;u轴心线应与支承轴颈同轴;u锥孔对轴颈的径向圆跳动近轴端为0.005,离轴端300处为0.01,锥面接触率70%,粗糙度Ra0.63m,硬度为HRC4850。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件16u用来安装卡盘或花盘的;也是定心表面;u对锥面的尺寸精度、形状精度、粗糙度、接触精度都要求高;u轴心线应与支承轴颈同轴;u对支承轴颈的径向圆跳动为0.008;端面圆跳动为0.008;u粗糙度Ra1.25m,硬度为HRC45-50。u影响传动的平稳性;可能导致噪声;u有同轴度要求,对支承轴颈的
10、径向圆跳动为0.010.015;u尺寸精度要求为IT5-IT6;第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件17u用来固定零件或调整轴承间隙;u螺母的端面圆跳动(应0.05)会影响轴承的内环轴线倾斜;u螺母与轴颈的同轴度误差0.025;u螺纹精度为6h。u要有较高的耐磨性;u要有适当的硬度(HRC45以上),以改善其装配工艺性和装配精度;u表面粗糙度Ra0.80.2m第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件18第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件19第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件20第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件21第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件22ppt课件23第4章第1节
11、轴类零件的加工 ppt课件24第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件25第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件26第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件27第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件28备料 锻造 立式精锻机 热处理 正火 锯头 铣端面、钻顶尖孔 专用机床 荒车 车各外圆面 卧工车床 热处理 调质220240HBS 车大端名部 卧式车床 仿形车小端名部 仿形车床 钻深孔 深孔钻床 车小端内锥孔 卧式车床 车大端锥面、车外短锥及端面 卧式车床 钻大端端面各孔 Z55钻床 热处理 精车各外圆并车槽 数控车床 粗磨外圆二段 外圆磨床 粗磨莫氏锥孔 内圆磨床 粗精铣花键 花键铣床 铣键槽
12、铣床X52 车大端内侧面及三段螺纹 卧式车床 粗精磨各外圆及E、F两端面 万能外圆磨床 粗精磨圆锥面 专用组合磨床 精磨莫氏6号内锥孔 主轴锥孔磨床 检验 第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件29 ;。u批量:大批;u材料:45钢;u毛坯:模锻件 分为三个阶段:工序16;:工序713(7为预备):工序14-26(14为预备)。大体如下:荒加工阶段为准备毛坯;正火后,粗 加工阶段为车端面和钻中心孔、粗车外圆;调质处理后,半精加工阶 段是半精车外圆、精磨支承轴颈、锥孔。各阶段的划分大致以热处理 为界。u整个主轴加工的工艺过程,就是以主要表面(特别是支承轴颈)粗加工、半精加工和精加工为主线,穿插其
13、他表面的加工工序而组成。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件30:小批量或单件生产;:大批量生产。热处理工序的安排正火):正火):去锻造应力,细化晶粒;(预备热处理):改善切削加工性能和机械-物理性能;去锻造应力;:去应力,改善切削加工性能,提高综合机械性能;:提高运动表面耐磨性;:低温时效和水冷处理。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件31 分为三个阶段。u鉴于主轴的技术要求高,毛坯为模锻件,加工余量大,精度高,故应分阶段加工;u分粗、精加工阶段有利于去应力并可加入热处理;u多次切削有利于消除复映误差;u粗、精加工二阶段应间隔一定时间;u粗、精加工二阶段应分粗、精加工机床进行,合理利用设
14、备,保护机床。u应使定位基准与装配基准重合;u一次安装应多加工几个面;u注意零件的主要精度指标:同轴度、圆度、径向跳动;u主轴的定位过程较复杂:有顶尖、锥堵、支承表面等作为定位基准。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件32粗加工外圆钻深孔精加工外圆粗加工锥孔精加工锥孔;粗加工外圆钻深孔粗加工锥孔精加工锥孔精加工外圆;粗加工外圆钻深孔精加工外圆精加工外圆精加工锥孔。先基准后其它、先粗后精、先主后次、穿插进行的原则。锻造正火车端面钻中心孔粗车调质半精车 精车表面淬火粗、精磨外圆表面磨锥孔工序中所用的基准应在该工序前加工;各表面要粗、精基准分开,先粗后精,多次加工,逐步提高精度。淬硬表面的键槽、螺
15、纹等应在淬火前加工;非淬硬表面的键槽、螺纹等应在精车后、精磨前加工;检验工序应安排在适当工序之后,必要还应探伤。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件33 应先加工大直径外圆,然后加工小直径外圆,以免一开始就降低了 工件的刚度。该工序安排时应注意两点:钻孔安排在调质之后进行,因为调质处理变形较大,深孔会产生弯 曲变形。若深孔先钻、后进行调质处理,则孔的弯曲得不到纠正,这样不仅影响使用时棒料通过主轴孔,而且还会带来因主轴高速转 动不平衡而引起的振动。深孔应安排在外圆粗车或半精车之后,以便有一个较精确的轴颈作 定位基准(搭中心架用),保证孔与外圆轴线的同轴度,使主轴壁 厚均匀。如果仅从定位基准考虑
16、,希望始终用中心孔定位,避免使 用锥堵,而将深孔加工安排到最后工序,然而,由于深孔加工毕竟 是粗加工、发热量在,会破坏我圆加工表面的精度,故该方案不可 取。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件34 主轴上的花键、键槽、螺纹、横向小孔 次要表面的加工,通常均安排在外圆精车、粗磨之后或精磨外圆之前 进行。这是因为如果在精车前就铣出键槽,精车时因断续切削而产生振动,既影响加工质量,又容易损坏刀具;另一方面,也难以控制键槽的深 度尺寸。但是这些加工也不宜放在主要表面精磨之后,以免破坏主要 表面已获得的精度。主轴上的螺纹有较高的要求,应注意安排在最终 热处理(局部淬火)之后,以克服淬火后产生的变形,而
17、且车螺纹使 用的定位基准与精磨外圆使用的基准应当相同,否则也达不到较高的 同轴要求。:调质、半精车后减少弯曲变形,定位准确,主轴壁厚均匀;、:精车或粗磨后免断续切削的振动,保护刀具;:局部淬火后淬火变形会影响螺纹和支承轴颈的同轴度。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件35 空心轴加工通孔后,定位基准顶尖孔被破坏。通孔直径小时,可直接在孔口倒出一60锥面,代替中心孔;当通孔直径较大时,则要采用锥堵或锥堵心轴。一般不中途更换或拆装,以免增加安装误差锥堵和锥堵心轴要求两个锥面同轴第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件36顶尖孔是定位基准,对精度和质量有直接影响顶尖孔的深度:影响定位轴向位置,因而影
18、响余量分布 (批量生产时)两顶尖孔同轴度:影响同轴度、影响位置精度顶尖孔锥角和圆度误差:直接反映到工件的圆度上热处理、切削力、重力等的影响,会损坏顶尖孔的精度热处理后和磨削加工前,需要消除误差ppt课件37用铸铁顶尖研磨;用油石或橡胶砂轮夹在车床的卡盘上,用金刚钻研磨;用硬质合金顶尖刮研。下图1为修磨顶尖,2为工件,3为后顶尖。第4章第1节轴类零件的加工 ppt课件38:切除大部分余量;:修整预备热处理后的变形;:使磨削前各表面具有一定的同轴度和合理的磨削余量;精 加工螺纹及各端面等。u生产效率;生产效率;u工序精度(复映误差);工序精度(复映误差);u劳动强度。劳动强度。:普通车床;:普通车
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